31520 Fysiologisk fluidmekanik

2016/2017

Kursusinformation
Physiological fluid mechanics
Dansk
5
Bachelor
Kurset udbydes under tompladsordningen
F2B (tors 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaveløsning, miniprojekter. Der er krav om 2 skriftlige opgaveløsninger i form af en powerpoint præsentation og en 4-siders artikel i løbet af undervisningen som forudsætning for deltagelse i eksamen.
13-uger
F2B
Mundtlig eksamen
30 minutter
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , ekstern censur
31521
31521
01005
Minimum 5
Marie Sand Traberg , Lyngby Campus, Bygning 349, Tlf. (+45) 4525 3705 , mse@elektro.dtu.dk

31 Institut for Elektroteknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Introducere studerende til anvendelse af fluidmekaniske principper i kliniske problemstillinger i det kardiovaskulære system, samt i analyse af kardiovaskulære devices’ funktion og effekt.
Opstille og anvende matematiske modeller og metoder i problemstillinger inden for fysiologisk fluidmekanik med fokus på blod flow.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forklare forskellige former for hjertefejl (septum-defekt og klapinsufficiens) og dyb venetrombose og illustrere indvirkningen af disse sygdomme på blodtryk og blodflow
  • Illustrere funktionsprincippet for kardiovaskulære devices (kunstig hjerteklap, vena cava filter) og arteriovenøs fistula, samt analysere deres indvirkning på blodtryk og blodflow
  • Forklare og illustrere principperne i direkte og indirekte måling af blodtryk, forklare deres anvendelse og forklare og illustrere kilder til målefejl
  • Klassificere fluider ud fra deres densitet og viskositet og forklare og illustrere indvirkningen af disse egenskaber på hastighedsfeltet med korrekt brug af fagets terminologi
  • Udlede Navier-Stokes og Bernoullis ligninger, forklare betydningen af alle led og tilpasse ligningerne til konkrete problemstillinger
  • Beregne acceleration, hastighedsfelter, tryk, rotation og tværspændinger i kartesiske og polære koordinatsystemer både analytisk og med numeriske værktøjer
  • Løse problemstillinger i trin med kompleks beskrivelse med inkonsistent og upræcis information, inden for kendte problemsfære og med kendte, avancerede værktøjer
  • Gennemføre komplicerede procedurer og bruge avancerede værktøjer selvstændigt og fejlfrit
  • Udøve tolerance og empati, løse konflikter og øve indflydelse gennem engagement i samspillet med andre
  • Demonstrere vedholdenhed, ansvarsbevidsthed, selvværd og selvledelse
  • Arbejde i teams med ansvar for planlægning og monitorering af samarbejdsprocesser, samt evaluere og give konstruktiv feedback på eget og andres arbejde
  • Udarbejde mundtlige fremlæggelser og skriftlige materialer på dansk med kun få fejl og mangler, som gør anvendelse af fortællestil i overensstemmelse med normer og standarder og som er struktureret i henhold til formål og kontekst
Kursusindhold
1. Kliniske problemstillinger: Hjertefejl (septum-defekt og klapinsufficiens) og dyb venetrombose
2. Kardiovaskulær devices og behandlingsmetoder: Kunstige hjerteklapper, vena cava filtre, anlæggelse af arteriovenøs fistula i forbindelse med dialyse
3. Blodtryksmåling: Klinisk måling af blodtryk, hydrostatisk tryk, statisk og dynamisk tryk
4. Grundlæggende begreber: Kontinuitetsbegrebet, overflade- og volumenkræfter, sammentrykkelighed, opdrift, overfladespænding og kapillareffekten
5. Bernouillis ligning: Energimængde i væsker, tryk-volumen kurve
6. Væskers kinematik: Hastighedsfelt, flow rate, accelerationsfelt, hastighedsgradienttensoren, rotation, aksial extension, volumenekspansion, vinkeldeformation, strain rate tensoren, rotationstensoren
7. Bevarelse af masse: Massebevarelse på differentiel form og integralform, Lebniz teorem, Gauss teorem, differentialoperatorer i cylinder koordinatsystemet
8. Equation of motion: Impulsbevarelse af systemvolumen udtrykt ved kontrolvolumen, kræfter på et fluidelement, traktionsvektoren, divergens af en dyade, divergens af en tensor, Cauchy´s ligning i kartesiske og polære koordinatsystemer
9. Fluiders konstitutive ligninger: Symmetri i stress tensor, symmetrier i isotrope fluiders stivhedstensor, Lamé konstanterne, viscositet, Newtonske og ikke-Newtonske fluider
10. Navier-Stokes ligning: Divergens af stress tensoren, Navier-Stokes ligning for sammentrykkelige og usammentrykkelige fluider, uniaxial flow over plan flade
11. Comsol simuleringer af blod flow i kliniske problemstillinger og kardiovaskulære devices
12. Planlægning og udførelse af projektarbejde i grupper, samt evaluering af eget og andres arbejde.
13. Der indgår to obligatoriske opgaver i kurset, som ikke danner grundlag for bedømmelse.
Litteraturhenvisninger
James R. Welty, Gregory L. Rorrer, David G. Foster: Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, 6th edition, John Wiley and Sons. ISBN: 978-1-118-80887-0
Bemærkninger
Kurset er et teknologisk linjefag i bacheloruddannelsen Medicin og Teknologi.

E-learning anvendes i form af electronic correction system og digital eksamen.
Sidst opdateret
21. november, 2016